ГЛАВА 5. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ При выборе СИ

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

ГЛАВА 5. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ При выборе СИ учитывают совокупность метрологических, эксплуатационных и экономических показателей. Общие принципы выбора: I. Для гарантирования заданной или расчетной относительной погрешности измерения относительная погрешность СИ должна быть на 25— 30% ниже, чем , (т. е. = 0, 7 ). Если известна приведенная погрешность измерения, то приведенная погрешность СИ II. Выбор СИ зависит от масштаба производства или количества находящихся в эксплуатации однотипных ТС. III. Метод измерения, определяемый целью контроля, выдвигает требования к СИ по базировке: если контролируется точность технологического процесса, то выбирают СИ для технологических баз; если ТС контролируется с точки зрения эксплуатации, то СИ выбирается под эксплуатационные базы. IV. При выборе СИ по метрологическим характеристикам необходимо учитывать следующее:

ü если технологический процесс неустойчив, т. е. возможны существенные отклонения измеряемого параметра за пределы поля допуска, то нужно, чтобы пределы шкалы СИ превышали диапазон рассеяния значений параметра; ü цена деления шкалы должна выбираться с учетом заданной точности измерения; ü при измерениях рабочий участок шкалы СИ должен выбираться по правилу: относительная погрешность в пределах рабочего участка шкалы СИ не должна превышать приведенную погрешность более чем в 3 раза. V. К регистрирующей аппаратуре предъявляются требования: o сигнал, проходящий через СИ, должен сохранять необходимую информацию, не подвергаться искажению и отделяться от помех; o первичные преобразователи должны потреблять минимум энергии от объекта измерения, и их подключение не должно нарушать его нормальной работы; o носитель информации должен иметь достаточный объем для регистрации всех необходимых сведений; o регистрирующая аппаратура должна обеспечивать получение информации в возможно сжатые сроки.

n n n Испытание экспериментальное определение количественных и качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него при его функционировании, а также моделировании объекта и воздействий (ГОСТ 16504— 81). Объектом испытаний является продукция или процессы ее производства и функционирования. Условия испытаний - совокупность воздействующих факторов и (или) режимов функционирования объекта при испытаниях. По назначению: исследовательские, контрольные, сравнительные и назначению определительные. По уровню проведения: государственные, межведомственные и проведения ведомственные. По виду этапов разработки испытуемой продукции: предварительные и приемочные испытания. По виду испытаний готовой продукции: квалификационные, приемосдаточные, периодические и типовые.

n n n Цель испытаний оценка истинного значения параметра (характеристики) в заданных номинальных условиях испытания. Результат испытаний оценка характеристик свойств объекта, установления соответствия объекта заданным требованиям, данные анализа качества функционирования объекта в процессе испытаний. Точность — свойство испытаний, показывающее близость их результатов к действительным значениям характеристик объекта в определенных условиях испытаний. Контроль — это процесс определения соответствия значения параметра изделия установленным требованиям или нормам. Первичная информация о фактическом состоянии некоторого объекта, о признаках и показателях его свойств. Вторичная информация об расхождении фактических и требуемых данных. ü результатом измерения является количественная характеристика, а контроля ü ü ü — качественная; измерение осуществляется в широком диапазоне значений измеряемой величины, контроль — в пределах небольшого числа возможных состояний; контрольные приборы, в отличие от измерительных, применяли для проверки состояния изделий, параметры которых заданы и изменяются в узких пределах; основной характеристикой качества процедуры измерения является точность, а процедуры контроля — достоверность.

По числу контролируемых параметров: параметров S однопараметрический S многопараметрический По форме сравниваемых сигналов: сигналов S аналоговый S цифровой По виду воздействия на объект: S пассивный S Активный По расположению зоны контролируемого состояния различают допусковый контроль состояний: S ниже допускаемого значения (Х<Хн); S выше допускаемого значения (Х>Хв) ; S между верхним и нижним допускаемыми значениями (Хн<Х<Хв) ; Результатом контроля является не число, а одно из взаимоис ключающих утверждений: • контролируемая характеристика находится в пределах допускаемых значений, т. е. результат контроля — "годен"; • контролируемая характеристика находится за пределами допускаемых значений, т. е. результат контроля — "негоден" или "брак".

При допусковом контроле возможны четыре исхода: 1. Принято решение "годен", когда значение контролируемого параметра находится в допускаемых пределах, т. е. имели место события Хн≤Х≤ Хв и Хн≤Х 0≤ Хв. Если известны плотности вероятностей законов распределения f (Х) контролируемого параметра X и погрешности его измерения f(∆), то при взаимной независимости этих законов и заданных допустимых верхнем и нижнем значениях параметра вероятность события "годен « 2. Принято решение "брак", когда значение контролируемого параметра находится вне пределов допускаемых значений, т. е. имели место события Х<Хн или Х>Хв и Х 0 <Хн или Х 0>Хв. При оговоренных допущениях вероятность события "негоден" или "брак

3. Принято решение "брак", когда истинное значение контролируемого параметра лежит в пределах допускаемых значений, т. е. Х 0<Хн или Х 0> Хв и Хн ≤ Х 0 ≤ Хв и забракован исправный объект. В этом случае принято говорить, что имеет место ошибка первого рода. Ее вероятность 4. Принято решение "годен", когда истинное значение контролируемого параметра лежит вне пределов допускаемых значений, т. е. имели место события Х<Хн или Хв> Хв и Хн ≤ Х 0 ≤ Хв и неисправный объект признан годным. В этом случае говорят, что произошла ошибка второго рода, вероятность которой

Достоверность результатов допускового контроля описывается различными показателями, среди которых наибольшее распространение получили вероятности ошибок первого и второго родов и риски изготовителя и заказчика: Одна из важнейших задач планирования контроля — выбор оптимальной точности измерения контролируемых параметров.

n n n Выбор СИ по коэффициенту уточнения - это самый простой способ, предусматривающий сравнение точности измерения и точности изготовления объекта контроля. Коэффициент уточнения (коэффициент закона точности): В соответствии с ГОСТ 8. 051— 81 значения пределов допускаемых погрешностей [ ] для линейных размеров задаются в зависимости от допусков и квалитета как:

Квалитет 2 5 6 7 8 9 10 16 Средний коэффициент, ρ 0, 35 0, 30 0, 25 0, 20 Диапазон допусков, мкм 0, 8 2, 7 6 63 14 155 40 4000 Диапазон (∆изм), +мкм 0, 25 10, 00 2 19 3, 5 39, 0 8 800

Предельные погрешности наиболее распространенных универсальных средств измерения Измерительные средства Предельные погрешности измерения ((∆изм), мкм) для интервалов размеров, мм До 11 10, , , 50 51, , , 80 81, , , 121, , , 181, , , 261, , , 361, , , 120 180 260 360 500 0, 7 1, 0 1, 3 1, 6 1, 8 2, 5 3, 5 4, 5 0, 9 1, 1 1, 3 1, 4 1, 6 Микроскоп универсальный 1, 5 2, 0 2, 5 3, 0 3, 5 То же 5, 0 Миниметр с ценой деления: 1 мкм 1, 0 1, 5 2, 0 2, 5 3, 0 4, 5 6, 0 8, 0 2 мкм 1, 4 1, 8 2, 5 3, 0 3, 5 5, 0 6, 5 8, 0 5 мкм 2, 2 2, 5 3, 0 3, 5 4, 0 5, 0 6, 5 8, 5 Оптиметры, измерительные машины (при измерении наружных размеров) То же (при измерении внутренних размеров)

Рычажная скоба с ценой деления: 2 мкм 3, 0 3, 5 4, 0 4, 5 10 мкм 7, 0 7, 5 8, 0 Микрометр рычажный 3 4 Микрометр 7 8 9 10 12 15 20 25 Индикатор 15 15 15 16 16 16 Штангенциркуль с ценой деления: 0, 02 мм 40 40 45 45 45 50 60 70 0, 05 мм 80 80 90 100 100 100 0, 10 мм 150 160 170 190 200 210 230

Коэффи циент уточне ния, Кт ` Закон распределения контролируемых параметров нормальный существенно положительных величин Закон распределения погрешности измерения нормальный равномерный Р 1 Р 2 10, 40 0, 4 0, 37 0, 75 0, 7 0, 25 0, 15 0, 4 5, 50 0, 9 0, 87 1, 30 1, 2 0, 70 0, 60 0, 9 0, 7 3, 30 1, 7 1, 60 2, 25 2, 0 1, 25 1, 20 1, 5 2, 10 2, 8 2, 60 3, 70 3, 4 2, 20 1, 90 2, 8 2, 4 1, 70 3, 5 3, 10 4, 75 4, 5 2, 75 2, 50 3, 8 3, 2 1, 40 4, 1 3, 75 5, 80 5, 4 3, 25 3, 00 4, 2 3, 5 1, 04 5, 00 8, 25 7, 8 4, 35 3, 90 5, 5 5, 2

Выбор СИ с учетом безошибочности контроля и его стоимости осуществляется как метод оптимизации по критериям точности (классу точности у или абсолютной предельной погрешности ) СИ, его стоимости Сси и достоверности измерения. Целевая функция G, определяющая максимум достоверности (минимум вероятности Риз= Р 1 + Р 2 неверного заключения) и минимум стоимости при оптимальном классе точности, имеет вид или Выбор СИ по технико-экономическим показателям является предпочтительным при эксплуатационном контроле ТС. Оптимальная относительная погрешность измерения параметра:

СИ для динамических измерений работают в комплекте с устройствами, преобразующими сигналы различной физической природы в электрические сигналы, т. к. практически вся эта аппаратура фиксирует только электрические сигналы. Причем одно из требований к такой аппаратуре заключается в возможности измерения малых отклонений величин при больших их абсолютных значениях. При выборе датчика особое внимание следует уделять его порогу чувствительности, который не должен превышать погрешности измерения. Инерционность датчика также должна быть минимальной. После выбора датчика осуществляется выбор регистрирующей аппаратуры, характеристика которой приведена в паспортных данных. Наименование регистрирующих СИ Пределы частот, ГЦ нижний верхний Автоматические электронные мосты 0 0, 15 Магнитоэлектрические осциллографы 0 20 200 Электромагнитные устройства 0 20 104 2× 104 Электронные устройства 0 15 25 5 × 105 и более

Амплитудная динамическая погрешность измерений: Фазовая погрешность: Предельная относительная амплитудная погрешность: Допускаемое соотношение частот:

1. Путем приложения и снятия нагрузки к системе заставляют ее подвижную часть совершать свободные затухающие колебания с частотой w 0. Амплитуда этих колебаний: 2. Метод трех координат: Оценка точности по методу трех координат

3. Возбуждая вынужденные колебания системы с различной частотой, регистрируют максимальные амплитуды и получают резонансную характеристику:

Произвольное расположение спектра сигнала Дискретизация динамической погрешности

Динамические свойства ЦСИ могут влиять на результат измерения: n когда с помощью ЦСИ исследуется некоторая зависимость параметра от времени; n когда ЦСИ работает с коммутатором измеряемых величин. I группа – реагирует на мгновенное значение измеряемой величины; II группа – реагирует на среднее значение измеряемой величины за время преобразования. Скорость изменения измеряемой величины должна быть: Наличие конечного времени преобразования влечет смещение фиксации точки реализации процесса х(t) по времени, что приводит к динамической погрешности датирования отсчета.

В идеальной системе: В реальной системе: или

Номограмма для оценки динамической погрешности канала системы при исследовании случайных сигналов

Скачать презентацию ГЛАВА 5. ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ При выборе СИ

Глава 5.ppt

Количество слайдов: 24